低溫等離子廢氣處理工作原理

現(xiàn)在國內(nèi)根據(jù)低溫等離子體工業(yè)廢氣處理技術(shù)研發(fā)出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化廢氣治理設(shè)備，歸于根本是利用一些化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)鍵拆分，得到無害的氣體分子，從而達(dá)到環(huán)保排放煙氣的標(biāo)準(zhǔn)要求。具體是利用所產(chǎn)生的高能電子、自由基等活性粒子激活、電離、裂解工業(yè)廢氣中的各組成份，使之發(fā)生分解，氧化等一些列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，再經(jīng)過多級(jí)凈化，從而消除各種污染源排放的異味、臭味污染物，使有毒有害氣體達(dá)到低毒化、無毒化，保護(hù)人類生存環(huán)境。

低溫等離子體技術(shù)應(yīng)用范圍廣，氣體的流速和濃度對(duì)于氣態(tài)污染物治理技術(shù)應(yīng)用來說是兩個(gè)非常重要的因素。生物過濾和燃燒技術(shù)能應(yīng)用于較高濃度范圍，但卻受氣體的流速所限。而低溫等離子體技術(shù)對(duì)氣體的流速和濃度都有一個(gè)很寬的應(yīng)用范圍，低溫等離子設(shè)備其應(yīng)用廣泛不言而喻。

 等離子體技術(shù)工藝簡(jiǎn)單。吸附法要考慮吸附劑的定期更換，脫附時(shí)還有可能造成二次污染；燃燒法需要很高的操作溫度；生物法要嚴(yán)格控制pH值、溫度和濕度等條件，以適合微生物的生長(zhǎng)。而低溫等離子體技術(shù)則較好的克服了以上技術(shù)的不足，反應(yīng)條件為常溫常壓，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低溫等離子設(shè)備并可同時(shí)消除混合污染物，不會(huì)產(chǎn)生二次污染等。就經(jīng)濟(jì)可行性來說，低溫等離子體反應(yīng)裝置本身系統(tǒng)構(gòu)成就單一緊湊，在運(yùn)行費(fèi)用方面，微觀來講，因放電過程只提高電子溫度而離子溫度基本保持不變，這樣反應(yīng)體系就得以保持低溫，低溫等離子設(shè)備不僅能量利用率高，而且使設(shè)備維護(hù)費(fèi)用也很低。

影響等離子清洗效果的幾個(gè)主要因素

影響等離子清洗效果的因素有很多，其中Z主要的是電源功率頻率、工作壓強(qiáng)、工作氣體種類以及清洗的時(shí)間。等離子清洗的效果會(huì)隨著功率的增大而變好;工作壓強(qiáng)的選擇要根據(jù)清洗的基片進(jìn)行合理選用，當(dāng)以物理作用為主時(shí)應(yīng)減小壓力以增大離子能量，當(dāng)以化學(xué)作用為主時(shí)要增大一些壓力，保證反應(yīng)氣體濃度，清洗時(shí)間也要保證清洗效果的同時(shí)減小能耗。

電極對(duì)等離子清洗效果影響

電極的設(shè)計(jì)對(duì)等離子清洗效果有著顯著的影響，主要包括電極的材料、布局和尺寸等因素。對(duì)于內(nèi)電極等離子清洗系統(tǒng)，由于電極暴露在等離子體中，某些材料的電極會(huì)被一些等離子體刻蝕或發(fā)生濺射現(xiàn)象，造成不必要的污染并導(dǎo)致電極尺寸的變動(dòng)，進(jìn)而影響等離子清洗系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

電極的布局對(duì)等離子清洗的速度和均勻性有較大影響，較小的電極間距能夠?qū)⒌入x子體限制在狹小的區(qū)域從而獲得較高密度的等離子體，實(shí)現(xiàn)較快速度的清洗。隨著間距的增加清洗速度逐漸下降但均勻性逐漸增強(qiáng)，電極的尺寸通常決定了等離子系統(tǒng)的整體容量，在電極平行分布的等離子清洗系統(tǒng)中，電極通常作為托盤使用，較大尺寸的電極能夠一次清洗更多的元器件，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。

工作壓強(qiáng)對(duì)等離子清洗效果的影響

工作壓強(qiáng)是等離子清洗的重要參數(shù)之一，壓強(qiáng)的提高意味著等離子體密度的增加和粒子平均能量的降低，對(duì)化學(xué)反應(yīng)為主導(dǎo)的等離子體，密度的增加能顯著提高等離子系統(tǒng)的清洗速度，而物理轟擊主導(dǎo)的等離子清洗系統(tǒng)則效果并不明顯。此外，壓強(qiáng)的改變可能會(huì)引起等離子體清洗反應(yīng)機(jī)理的變化。如硅片刻蝕工藝所采用的CF4/O2等離子體，當(dāng)壓強(qiáng)較低時(shí)離子轟擊起主導(dǎo)作用，而隨著壓強(qiáng)的增加，化學(xué)刻蝕不斷加強(qiáng)并逐漸占據(jù)主導(dǎo)作用。

電源功率及頻率對(duì)等離子清洗效果的影響

電源的功率對(duì)等離子體各參數(shù)都有影響，比如電極的溫度、等離子體產(chǎn)生的自偏壓以及清洗效率等。隨著輸出功率的增加，等離子清洗速度逐漸加強(qiáng)，并逐漸穩(wěn)定在一個(gè)峰值，而自偏壓則隨著輸出功率的增加不斷上升。由于功率范圍基本恒定，頻率是影響等離子體自偏壓的關(guān)鍵參數(shù)，隨著頻率的增加自偏壓逐漸下降。此外，隨著頻率的增加等離子體中電子的密度也會(huì)逐漸增加，而粒子平均能量逐步下降。

工作氣體的選擇對(duì)等離子清洗效果的影響工藝氣體的選擇是等離子清洗工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟，盡管很多時(shí)候大多數(shù)氣體或氣體混合物都能對(duì)污染物起到去除作用，但清洗速度卻能相差幾倍甚至幾十倍。